汽车电控发动机构造与维修教案

1课题名称模块一：电控发动机基础单元一：电控发动机概述课时安排2课时第一周第课时教学目标知识目标1．了解汽车电控系统的发展过程。2．了解电控发动机系统的基本组成。3．了解电控发动机的基本工作原理。4．了解电控发动机的发展趋势。技能目标掌握电控发动机的总体结构。情感、态度价值观在理论课程中,培养学生端正的学习态度，求实的科学态度，使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的理念。教材分析重点汽车电控系统的发展历程难点汽车电控发动机的基本工作原理教具器材桑塔纳电控发动机试验台，电控发动机结构挂图教学方法理实一体法，分组教学法，总结归纳法教学过程的设计教学环节教学内容（问题设计、师生活动）设计意图一、组织教学二、导入三、新授课师生问好。导言：发动机构造的课程，大家在上学期已经学习，发动机的工作过程大家也都有所了解，那发动机在工作时所需要的燃油量到底是怎么样进行控制的呢，这也是我们这门课程要进行学习的。一、汽油机电子控制技术发展史为适应降低汽油机燃油消耗和有害物排放量的要求，汽油机燃油供给技术经历了从机械控制汽油喷射到现在的发动机集中管理系统，以及目前正在迅猛发展的缸内直喷技术。1934年，德国怀特（Wright）兄弟发明了向发动机进气管内连续喷射汽油来配制混合气的技术。1953年美国本迪克斯公司（Bendix）开始研制由真空管电子控制系统控制的汽油喷射装置，并在1957年研制成功。1967年，德国博世（Bosch）公司根据美国本迪克斯公司的专利技术，开始批量生产利用进气歧管绝对压力信号和模拟式计算机来控制发动机空燃比A/F的D型燃油喷射系统（D-Jetronic）。1973年，德国Bosch公司在D型燃油喷射系统集中学生注意力。加强学生记忆。2教学环节教学内容（问题设计、师生活动）设计意图（D-Jetronic）的基础上，改进发展成为L型燃油喷射系统（L-Jetronic）。1973~1974年，美国通用（General）汽车公司生产的汽车装上了集成电路IC点火控制器。1976年，美国克莱斯勒（Chrysler）汽车公司研制成功微机控制点火系统，取名为“电子式稀混合气燃烧系统ELBS”。1977年，美国通用汽车公司研制成功了数字式点火控制系统。1981年，Bosch公司开发出了LH-Jetronic系统。1987~1989年，Bosch公司开发出电控单点汽油喷射系统。1995年，日本三菱（MITSUBISHl）汽车公司公布了电控缸内直喷汽油机（即GDI系统）。2001年，Volkswagen/Audi集团研制出独有的FSI（FuelStratifiedInjection）缸内直喷系统。1994年上海大众推出采用D-Jetronic电控汽油喷射系统的桑塔纳2000型轿车。2000年，我国政府规定：5人座以下的化油器式发动机汽车自2001年1月1日起停止生产。二、电控发动机的基本组成就总体结构而言，发动机电子控制系统都是由传感器、电子控制单元（ElectronicControlUnit，简称ECU）和执行器3部分组成。桑塔纳2000GSi、3000型轿车发动机电子控制系统的传感器有空气流量传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、怠速节气门位置传感器和节气门位置传感器（两只传感器与节气门控制组件J338制作成一体）、冷却液温度传感器、进气温度传感器、氧传感器、爆震传感器和车速传感器。发动机电控单元（ECU）除了接收上述传感器输送的信号外，还要接收点火启动开关、空调开关、怠速开关F60、电源电压以及空挡安全开关（对装有自动变速器的汽车而言）信号，以便判断汽车运行状态并采取相应的控制措施。桑塔纳2000GSi、3000型轿车发动机电子控制系统的执行器有电动燃油泵、电磁喷油器、怠速控制电动机（在节气门控制组件J338内），活性炭罐电磁阀、点火控制器和点火线圈。发动机上不同的执行器完成不同的控制功能。一个执行器和若干锻炼学生的学习能力。加强学生记忆。使学生明确本课程的任务。3个传感器组合起来，构成了发动机电子控制系统中一个子系统，有的子系统同时具有多种控制功能。这些子系统有燃油喷射控制系统、微机控制点火系统、空燃比反馈控制系统、怠速控制系统、燃油蒸气回收系统、发动机爆震控制系统、超速断油控制系统、减速断油控制系统、溢流清除控制系统、故障自诊断系统等。三、电控发动机的基本工作原理1．组成有三部分组成：信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU。电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令。执行元件——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。布置作业预习下节内容巡回指导学生分组在发动机实验台上熟悉电控发动机传感器，执行器的名称和位置。对学生提出的各种问题进行解答。结束指导一、汽油机电子控制技术发展史二、电控发动机的基本组成三、电控发动机的工作原理4课题名称模块一：电控发动机基础单元二：电控发动机的分类课时安排2课时第周第课时教学目标知识目标1.了解电控发动机的类型。2.熟悉D型和L型电控发动机的结构。技能目标1.熟悉各类型电控发动机的结构。2.能区分不同电控发动机的类型。情感、态度价值观在理论课程中,培养学生端正的学习态度，求实的科学态度，使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的理念。教材分析重点D型和L型电控发动机的结构难点各类型电控发动机的结构教具器材桑塔纳电控发动机试验台，帕萨特B5电控发动机，不同类型电控发动机结构挂图教学方法理实一体法，分组教学法，总结归纳法教学过程的设计教学环节教学内容（问题设计、师生活动）设计意图一．组织教学二．导入三．新授课师生问好。复习提问：电控发动机有哪些传感器和执行器？导言：发动机电控系统也是有很多类型的，那么是如何进行分类的呢？一、按发动机使用的燃料分类分为汽油喷射系统和柴油喷射系统二、按空气流量的测量方式分类按空气量测量方式分类，可分为间接测量方式汽油喷射系统和直接测量方式汽油喷射系统两类。1．间接测量方式汽油喷射系统ECU通过测量发动机转速、节气门开度或进气歧管压力，计算出发动机吸入的空气量。按所需测量的参数分类，可分为节流-速度方式和速度-密度方式两种。（1）节流-速度方式节流-速度方式是指ECU通过测量节气门开度和发动机转速，根据节气门开度、发动机转速和发动机进气量的关系，计算出每一循环进入汽缸的空气量，从而确定循环基本喷油量。（2）速度-密度方式速度-密度方式是指ECU通过测量进气歧管压力和发动机转速，根据进气歧管压力、发动机转速和发动机进气量的关系，计集中学生注意力。加强学生记忆。5算出每一循环进入汽缸的空气量，从而确定循环基本喷油量。Bosch公司的D-Jetronic系统。2．直接测量方式汽油喷射系统直接测量方式采用空气流量传感器直接测量发动机单位时间吸入的空气量，ECU根据流量传感器测出的空气流量和发动机的转速，计算出每一工作循环发动机吸入的空气量，从而确定循环基本喷油量。对于直接测量方式，按测出的是空气的体积流量，还是质量流量，可分为体积流量方式和质量流量方式。（1）体积流量方式体积流量方式采用翼片式空气流量传感器或卡门旋涡式空气流量传感器，测量发动机单位时间吸入的空气体积。（2）质量流量方式质量流量方式利用热线式或热膜式空气流量传感器，测量发动机单位时间吸入的空气质量。二、按喷油器的喷射部位分类按喷油器喷射燃油的部位不同，汽油机燃油喷射系统可分为进气管喷射系统和缸内喷射系统两种类型。其中进气管喷射又可分为单点喷射（SPI、TBI或CFI）和多点喷射（MPI）两种类型，多点喷射又可分为压力型（即D型）和流量型（即L型）多点喷射系统两种类型。目前，大众（VAG）、宝马（BMW）、奔驰（Mercedes-Benz）、通用（GM）以及丰田（ToyotaLexus）等公司已经开始使用缸内喷射系统。按喷油器喷射方式分类，汽油机燃油喷射系统可以分为连续喷射系统和间歇喷射系统两种类型。1．连续喷射系统连续喷射系统是指在发动机运行期间，喷油器连续不断地喷射燃油的燃油喷射系统。2．间歇喷射系统间歇喷射系统是指在发动机运转期间，喷油器间歇喷射燃油的燃油喷射系统。间歇喷射系统按照各缸喷油器的喷油时序不同，分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种方式。（1）同时喷射同时喷射是指各缸喷油器开始喷油和停止喷油的时刻完全相同。一般发动机曲轴每转一圈，各缸喷油器同时喷油一次，发动机一个工作循环所需的油量，分二次喷入进气管。锻炼学生的学习能力。加强学生记忆。使学生明确本课程的任务6（2）分组喷射（3）顺序喷射布置作业各类型电控发动机的特点巡回指导学生分组练习，在发动机实验台上熟悉不同类型电控发动机传感器，执行器的名称和位置。对学生提出的各种问题进行解答。结束指导一、电控发动机的分类二、电控发动机按空气流量的测量方式分类三、电控发动机按燃油喷射方式分类7课题名称模块二：电控发动机空气供给系统单元一：空气流量计课时安排6课时第周第课时教学目标知识目标1.空气供给系统的组成。2.空气流量计的分类和作用。3.空气流量计的结构和工作原理。技能目标掌握热膜式和热线式空气流量传感器的检测。情感、态度价值观在理论课程中,培养学生端正的学习态度，求实的科学态度，使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的理念。教材分析重点热式空气流量传感器的检测方法。难点热式空气流量传感器的工作原理。教具器材桑塔纳电控发动机试验台，万用表，金德KT600解码器，检测灯教学方法理实一体法，分组教学法，总结归纳法教学过程的设计教学环节教学内容（问题设计、师生活动）设计意图一．复习上节课重点二．组织教学三．导入四．新授课师生问好。复习提问：电控发动机的测量进气量的方式？导言：发动机电控燃油喷射系统中有很多传感器，那么这节课咱们来学习空气流量传感器。一、空气供给系统元件位置D型EFI空气供给系统L型EFI空气供给系统二、空气供给系统基本元件的构造1．空气滤清器一般为干式纸质滤心式，结构与普通发动机上相同。2．节气门体节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工况下的进气量。主要由节气门和怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器，例如LS400。在LS400上还设有牵引控制系统（TRC），当车辆处于TRC控制状态行驶时，无论是起步、匀速或加减速工况，汽车均能根据道路状况（包括泥泞、湿滑路面）确保输出最佳的驱动力和牵引性能，使车辆平稳和安全行驶。在TRC控制行驶状态下，发动机的主节气门由主节气门强制开启器打开（全开），进气量由副节气门控集中学生注意力。加强学生记忆。8制，节气门开度信号也由副节气门位置传感器负责将信号传送给ECU。注意：在装有节气门限位螺钉的汽车上，使用中一般不允许调节节气门限位螺钉，除非怠速控制阀发生故障而无法及时修复，可通过调整节气门最小开度来保持发动机怠速运转，故障排除后，应将节气门限位螺钉调回原位。3．进气管为了消除进气波动和保证各缸进气均匀，对进气总管和歧管的形状、容积有严格的要求。如LS400在空气室设一个大容量的空气室以减少进气脉动和各缸的相互干涉，有利于提高各缸的充气量，在进气室两侧各设有4根进气管，8根进气歧管呈S型交叉布置，以增加进气歧管的长度，提高进气谐波压力，有利于进一步提高充气量。4．空气供给系的检修维修时应注意进行以下检查：（1）检查空气滤清器滤心是否赃污，必要时用压缩空气吹净或更换；（2）进气系统漏气对电控燃油喷射发动机的影响比对化油器式发动机的影响大。检查各连接部位应连接可靠，密封垫应完好；（3）检查节气门内腔的积垢和积胶情况，必要时用清洗剂进行清洗。注意：绝对不能用砂纸和刀片清理积垢和积胶。锻炼学生的学习能力。加强学生记忆。使学生明确本课程的任务。二．空气流量传感器根据检测进气量的方式不同，空气流量传感器分为D型（即压力型）和L型（即空气流量型）两种类型。“D”型来源于德文“Druck（压力）”的第一个字母，是利用压力传感器检